热活化酸浸托贝莫来石制备多孔SiO2 材料及其吸附性能

王志增， 李 通， 王冬云， 崔晓昱， 丁锡锋， 崔 崇

（ 1. 南京理工大学材料科学与工程学院 材料科学与工程学院，江苏南京 210094；2. 浙江中劲环保科技有限公司，浙江宁波 315105）

托贝莫来石（Tobermorite，TOB）是水化硅酸钙材料家族的重要矿物相，因具有优良的多孔、隔热性能而被用作保温建筑材料[1]。Heddle[2]最早于1880 年在苏格兰Tobermory 发现该天然矿物，迄今为止对其的研究已有百年历史。Taylor[3]和Claringbull 等[4]的研究表明，可以采用人工的方式合成TOB 矿物相。TOB 是层状结构，由各层硅氧四面体重复排列组成，根据层间距及排列方式不同分为1.4 nm TOB[5]（Ca5Si6O18H2·8H2O）、1.1 nm TOB[6]（Ca5Si6O17·5H2O） 、 0.9 nm TOB[7-8]（ Ca5Si6O18H2） 。Merlino 等[8]研究发现1.1 nm TOB 由平行于（001）的钙多面体片和硅灰石状硅酸盐链（称为“dreierketten”模型，由成对的四面体和桥接四面体组成，每三个硅氧四面体构成一个周期）组成，沿b 轴延伸，相邻的单元层通过桥接氧形成硅氧四面体八元环双链结构，在单元层之间的通道中存在Ca2+和水分子。

1.1 nm TOB 根据在300 ℃脱水后（001）晶面间距的变化分为两种类型，分别为正常TOB 和异常TOB[9-10]：正常TOB 在失去层间水之后，（001）晶面间距从1.1 nm 收缩为0.9 nm；异常TOB（001）晶面间距则不会发生收缩。Merlino 等[8]研究发现1.4 nm TOB 在80 ～100 ℃下转化为1.1 nm TOB，再经过几小时300 ℃下的热处理，根据（001）晶面间距的变化也发现了正常TOB 和异常TOB 的现象。El-Hemaly等[11]在105～180 ℃，n（Ca）/n(Si + Al）为0.8～1.0 下合成TOB，反应依次产生CSH 凝胶，正常、混合和异常的TOB，最后是硬硅钙石。鲍梦燕等[12]研究TOB 的层链状微观结构，阐述先驱物种类、合成条件、外源离子等因素对水热合成TOB 晶须的影响，发现高温、长时间以及Na+、Cl-等更能促进晶须的形成。吕松青等[13]以粉煤灰为原料,采用动态水热法合成纳米复合TOB 晶须，发现控制反应原料n（CaO）/n（SiO2）为1.0、液固比为25 mL/g，在220 ℃下水热反应10 h，可制备出长径比大于20 的纳米复合TOB 晶须，纯度达80%以上。Guo 等[14]以城市生活垃圾焚烧飞灰为原料通过水热法合成TOB，发现反应最佳n(Ca)/n(Si)值为1.0。李光辉等[15]用硅酸钠作为原料合成得到长度为2～10 μm、直径为0.2～1.0 μm 的TOB 晶须，发现苛性碱改变了水化硅酸钙的生成环境，铝离子通过占据桥联硅氧四面体中硅的位置而促进1.1 nm TOB 的生成，氯离子引起的溶液盐效应促进了TOB 晶须的结晶长大。赵秦仪等[16]对TOB 的结构研究现状进行了综述，分析了TOB 各同质异像体的结构和热行为。TOB 是蒸压加气混凝土的主要矿物相，加气混凝土砌块在生产运输的过程中，由于自身的强度低，因而破损率较高，废弃物占比达15%左右[17]，废加气混凝土堆积如山已经是许多企业的难题。胡彪[18]以废加气混凝土为主要硅质材料，硅藻土为次要硅质材料，制备出具有良好结晶态的TOB 型硅酸钙绝热材料，密度为285 kg/m3，导热系数为0.069 W/(m·K)，抗折强度达到0.26 MPa。目前对TOB 的合成工艺和微观结构研究较多，而对其功能化利用研究较少。

有机染料是由高分子化合物组成，主要来源于纺织印染工业、皮革、造纸等行业，具有污染区域较广、成分类别多、化学稳定性强、难降解、毒性较高等特点。有机染料流入河流湖泊中会造成水体营养化，减少水体氧含量，因而对生物生存造成威胁，所以需要对废水中的染料进行去除。目前吸附法[19-21]已成为治理水体污染的研究热点，制备廉价高效的有机染料吸附剂是解决问题的关键所在。

本文通过对TOB 进行高温煅烧及选择性酸浸制备出具有高比表面积的多孔SiO2材料，研究TOB 的纳米孔的形成机制，提出通过热活化选择性酸浸方法制备多孔材料的基本思路，揭示了热处理对TOB 结构变化的影响，对TOB 的选择性酸浸行为进行了解释。对碱性红2（ST）和结晶紫（CV）两种有机染料的模拟印染废水进行吸附，初步评估产物的吸附性能。上述对TOB 的研究结果可以应用到废弃硅酸盐蒸压制品资源再利用中，利用废弃硅酸盐蒸压制品吸附印染有机废水可以实现经济和环境双重效益。

1 实验部分

1.1 原料和试剂

实验所用高纯熔炼石英粉购于江苏南京市，颗粒直径分布于1～10 μm 之间；所用的生石灰（分析纯）由上海市奉贤奉城试剂厂生产；碱性红2（生物技术级）由上海麦克林生化科技有限公司生产；结晶紫（分析纯）由国药集团化学试剂有限公司生产。

1.2 测试与表征

实验所用仪器：蒸压釜，KCF-10 型，山东烟台牟平曙光精密仪器厂；综合热分析仪，STA419C 型，德国NETZSCH 公司；比表面积及孔径测试仪，V-Sorb X800 型，北京金埃谱科技有限公司；X 射线衍射仪(XRD)，D8-ADVANCE 型，德国Bruker 公司；场发射扫描电子显微镜(SEM)，Quant250FEG 型，美国FEI公司；场发射透射电子显微镜(TEM)，TECNAI G2 20 LaB6 型，美国FEI 公司。

1.3 实验步骤

以生石灰（CaO）为钙源和高纯熔炼石英粉（SiO2）为硅源，按照TOB 理论物质的量之比（n(Ca)/n(Si)=0.83），在温度205 ℃、压力1.6 MPa 的条件下，通过水热合成的方法制备出粉末状的TOB。将合成的原样TOB 样品分别在300、500、700 ℃下加热处理2 h，升温速率为10 ℃/min，冷却后备用（记为300HTOB、500H-TOB、700H-TOB）。然后将经过300、500、700 ℃热活化的TOB 加入0.5 mol/L 稀盐酸溶液中，并在磁力搅拌器上加热搅拌20 min。酸不溶物在真空泵下抽滤、去离子水洗涤3～4 次，抽滤完成后，滤液用AgNO3检测证明无Cl-，滤渣在105 ℃下干燥24 h 后储存备用，样品记为300AH-TOB、500AHTOB、700AH-TOB。

利用恒温振荡器进行吸附实验，将不同吸附剂与有机染料置于锥形瓶内恒温振荡一定时间至吸附平衡，然后取出，离心后取上层清液，通过紫外-分光光度计在最大吸收波长（ST 和CV 的最大吸收波长分别为525 nm和590 nm）下测定吸附前后的吸光度，再通过标准曲线得出吸附之后的有机染料浓度。有机染料吸附率（R）的计算公式如下:其中：ρ0和ρe分别为水溶液中有机染料的初始质量浓度和平衡质量浓度（mg/L）

2 结果与讨论

2.1 TG、DSC 及XRD 分析

TOB 经高温煅烧将产生脱水、脱羟基等相变现象[22-23]，其TG 和DSC 曲线如图1(a)所示。在300 ℃以下主要是脱去吸附水，300～750 ℃为脱羟基过程，800 ℃以上TOB 逐渐转变为硅灰石，所以温度选择为300～700 ℃。图1(b)所示为300AH-TOB 的TG和DSC 曲线，在170 ℃左右有一个吸热峰，为样品脱去物理吸附水的峰，此时质量损失为19%左右。300～1 000 ℃范围内未见到明显的放热与吸热峰，说明300AH-TOB 样品的热稳定性优异，作为吸附剂应用范围更加广泛。

图1 TOB（a）和300AH-TOB（b）的TG 和DSC 曲线Fig. 1 TG、DSC curves of TOB (a) and 300AH-TOB (b)

对TOB 及不同温度热活化的TOB 进行XRD分析，结果如图2(a)所示。水热合成的TOB 具有很尖锐的衍射峰，衍射峰的晶面指数为（002）、（112）、（220）、（221）、（008）、（040），表明结晶度良好。300HTOB、500H-TOB 样品的（002）、（220）、（040）等晶面衍射峰强度随热活化温度升高逐渐减弱。TOB 的中间层中分布着4 个层间分子水，受热后4 个分子水逸出，晶体的结晶度变差造成了衍射峰宽化[21]。当温度升高到700 ℃时，700H-TOB 样品的（112）、（040）、（008）等晶面处TOB 的特征衍射峰基本上消失，表明在热活化过程中，TOB 产生脱水脱羟基反应，失去分子水和羟基的TOB 结构遭到破坏，逐渐转变为非晶态结构[24]。

TOB 具有完全溶于盐酸的性质[25]，但实验发现高温活化后TOB 具有酸不溶性。为分析盐酸活化后的TOB 的晶体特征，对不同温度热处理的TOB 进行酸化处理，并对其进行XRD 分析，实验结果见图2(b)。经过酸化处理的300AH-TOB、500AH-TOB、700AH-TOB 的XRD 衍射图谱在2θ为20°～30°区间呈现弥散衍射峰，为无定形态的非晶峰，表明酸化后得到的产物为非晶材料。

图2 不同温度热处理后TOB 的XRD 图谱(a)；煅烧TOB 酸处理后的XRD 图谱(b)Fig. 2 XRD patterns of TOB calcined at different temperatures (a); XRD patterns of calcined TOB after acid treatment (b)

对TOB、300H-TOB 以及300AH-TOB 进行成分分析，实验结果见表1。300AH-TOB 酸不溶物主要成分是二氧化硅，未检测到氧化钙，表明300H-TOB具有酸选择性溶解特性，盐酸溶液可以将300H-TOB的钙离子完全溶出。

表1 TOB、300H-TOB、300AH-TOB 的化学成分Table 1 Chemical composition of TOB, 300H-TOB, 300AH-TOB

结合XRD、TG、DSC 分析可知，高温活化后，300H-TOB 中的钙离子与硅氧四面体的化学结合键减弱，用盐酸溶液对300H-TOB 进行酸浸处理，活化钙离子将会选择性溶出，形成的酸不溶物是以二氧化硅为主要成分的无定形结构。

2.2 比表面积及孔径分析

为进一步研究TOB 酸处理前后孔隙及比表面积的变化，采用N2吸附-脱附测试对制备样品的比表面积及孔分布进行分析（总孔容为相对压力（p/p0）0.99 时的总孔体积，微孔面积通过t-plot 方法获得），重点分析微孔（孔径≤2 nm）和介孔（孔径2～50 nm）的变化规律，实验结果见图3 和表2。

将不同温度热活化的TOB 用0.5 mol/L 的盐酸处理得到不同的酸化产物（AH-TOB），其孔隙参数如表2 所示。与TOB 相比，TOB 经过煅烧酸化后的产物（AH-TOB）具有更高的比表面积(比表面积提高了3～4 倍)，300AH-TOB、500AH-TOB、700AH-TOB样品的比表面积分别为570.25、539.15 、440.18 m2/g。TOB 酸浸前后的介孔孔容变化不明显，但AH-TOB的微孔孔容明显增加，与其对应的微孔面积也明显增大。由此可以得出AH-TOB 比表面积的增加主要是由微孔表面积增加的结论。当活化温度从300 ℃升高到700 ℃时，AH-TOB 的比表面积逐渐减小，可能是由于高温会进一步破坏TOB 的晶体结构（图2(a)），AH-TOB 的微孔孔道消失或者微孔逐渐连通为介孔，从而导致比表面积减小。采用非定域密度函数理论模型（2D-NLDFT），根据N2吸附结果计算出TOB 和AH-TOB 的孔径分布图（图3(b)），结果表明300AHTOB 含有大量孔径在0.74 nm 和1.36 nm左右的微孔，以及2.27 nm 左右的介孔。与TOB 相比，经过酸化处理之后，AH-TOB 具有较大的比表面积和孔容，表明其具有作为吸附材料的良好的物理化学性能。

图3 N2 吸附-脱附等温线（a）和由2D-NLDFT 方法计算的孔径分布曲线（b）Fig. 3 Nitrogen adsorption-desorption isotherms (a) and pore size distribution curves calculated by 2D-NLDFT method (b)

表2 不同温度热活化TOB 经过盐酸处理后的纳米孔道参数Table 2 Porosity parameters of HCl acid treatment samples thermally activated at different temperatures

2.3 SEM 和TEM 微观形貌分析

用扫描电镜对改性前后的TOB 进行微观形貌分析，TOB、300H-TOB、300AH-TOB 形貌分析结果见图4 。

经过水热合成的TOB 样品呈现薄片、长条状形貌特征，长度为5～8 μm，方向随机分布，宽度不一，同时一部分针状的晶体散落在长片状的TOB 中间，见图4(a)。TOB 经过300 ℃高温活化后，其SEM 照片如图4(b)所示，300H-TOB 的微观形貌仍呈针片状特征，且与未煅烧的TOB 相比并没有明显变化。显然，TOB 经过高温锻烧后，虽然其内部晶体结构遭到了破坏，但失去结晶水的化学过程属于原位化学反应，所以300 ℃的高温并不会对其微观形貌造成严重破坏。图4(c)示出了300AH-TOB试样微观形貌，其形貌以碎片状为主，小片状层层堆叠，在盐酸溶液侵蚀下，TOB 中钙离子溶出，晶体结构被破坏，可能部分长双链硅酸盐断开，但形貌上仍呈现细小针片状的特征。

图4 TOB、300H-TOB 和300AH-TOB 的SEM 形貌Fig. 4 SEM morphology of TOB, 300H-TOB and 300AH-TOB

为了进一步研究TOB 改性前后的微观形貌，采用TEM 对TOB、300H-TOB 及300AH-TOB 进行形貌微观分析，并对其进行电子衍射分析，结果见图5。

TOB 的微观形貌（图5(a)）多数为单薄片状、规则的长条形状，且相互叠加缠绕在一起。选取片状TOB 结构中的一处进行电子衍射分析，得到嵌图中的衍射斑点。对照TOB 的标准PDF 卡片（83-1 520），开展衍射斑点指标化，这些衍射斑点晶带指数为[ 0 01¯ ]，米勒指数分别为( 1 ¯10 )、( 1 10 )、(200)、( 1 1¯0 )、¯200( )，说明制备的TOB 样品具有良好的结晶性。300H-TOB 的微观形貌分析结果见图5(b)，300HTOB 仍然是片状结构，电子衍射斑点显示无定形的非晶结构，与XRD（图2(a)）分析结果一致。300AHTOB 的TEM谱图如图5(c)所示。300AH-TOB 呈现较多片状堆积叠加交织在一起的结构，选取其中的一处进行电子衍射分析，是典型的非晶光晕晕圈（5(c)嵌图），与XRD 衍射图谱（图2(b)）得到的非晶多孔SiO2材料相符。

图5 TOB（a）、300H-TOB（b）和300AH-TOB（c）的透射电镜形貌及衍射斑点图Fig. 5 TEM morphology and diffraction spectrogram of TOB (a), 300H-TOB (b) and 300AH-TOB (c)

SEM、TEM 分析结果表明，TOB 经过热活化、酸化后仍保持针片状结构，因此初步推断酸化后的不溶物可能还部分维持变形的TOB 硅氧四面体八元环双链层状结构，呈现无定形态，推断与XRD 实验结果吻合且互相印证。

2.4 TOB 活化与多孔形成机制分析

结合XRD、N2吸附-脱附曲线、SEM 和TEM 分析结果提出了TOB 的热活化酸浸形成多孔机制，如图6 所示。原样TOB 链沿b 轴方向有序排列，呈现良好的晶型结构；经过300 ℃高温煅烧活化后，TOB发生脱羟基反应，部分晶体结构由于产生的内应力等因素影响，八元环结构或者硅氧四面体双链的有序性减弱，结晶度下降，与XRD 图谱上的衍射峰宽化、衍射强度减弱相吻合；TOB 中的Ca2+经过高温煅烧后被活化，在TOB 的链状八元环结构中原位形成大量的活化Ca2+，在随后的酸处理中，这些活化的Ca2+被盐酸溶液选择性浸出，并在活化TOB 的链状八元环结构上原位形成纳米尺度的结构缺陷，从而得到了由TOB 经过高温活化，选择性酸浸方法制备的多孔二氧化硅材料。300AH-TOB保留了硅氧四面体双链骨架，在链状八元环结构原位形成纳米孔道，显著增加了其比表面积及孔容，与BET 测试的数据相吻合，酸不溶物在XRD 图谱上显示出无定形的二氧化硅弥散峰。

图6 TOB 的多孔形成示意图Fig. 6 Schematic diagram of porous formation of TOB

2.5 TOB 及其制备的多孔材料吸附性能

2.5.1 不同样品对碱性红2 及结晶紫的吸附性能根据BET 测试结果选择TOB、300H-TOB 以及比表面积最大的300AH-TOB 这3 种样品对初始质量浓度为50 mg/L的碱性红2 和结晶紫进行吸附实验，结果见图7。3 种样品对该两种有机物的吸附率趋势随着样品加入质量的增加而提高。当TOB、300H-TOB和300AH-TOB 3 种吸附剂的加入质量分别达到0.40 g时，对碱性红2 的吸附率分别为56.35%，25.57%，91.46%，吸附率大幅度增加。TOB、300H-TOB、300AH-TOB 对结晶紫的最高吸附率分别为47.69%，42.69%，88.86%。对数据进行分析，盐酸处理之后的多孔二氧化硅因为拥有较多的孔道和较大的比表面积，其对碱性红2 和结晶紫的吸附率相比TOB 提高近一倍。

图7 TOB、300H-TOB 和300AH-TOB 对碱性红2（a）和结晶紫（b）的吸附率Fig. 7 Adsorption rate of ST (a) and CV (b) on TOB、300H-TOB and 300AH-TOB

2.5.2 Zeta 电位 对TOB、300H-TOB 和300AH-TOB这3 种样品在不同pH 下的Zeta 电位进行测量，结果如图8 所示，与吸附实验现象相一致。当pH 较低时，TOB、300H-TOB 和300AH-TOB 的Zeta 电 位 为 正值，而碱性红2 和结晶紫为阳离子染料，颗粒表面带正电的样品对溶液中的染料阳离子存在一定的斥力作用，对染料的吸附能力也相对较弱；此外溶液中游离H+还可能会与染料阳离子在样品表面发生竞争吸附反应，不利于TOB、300H-TOB 和300AH-TOB 对碱性红2 和结晶紫溶液的吸附；当溶液pH 值升高时，TOB、300H-TOB 和300AH-TOB 这3 种样品表面的Zeta 电位变为负值（图8(a)），且随着pH 升高样品的Zeta 电位绝对值随之增大，对染料阳离子的静电吸引能力增强，样品对阳离子染料的吸附量也随之显著增大（图8(b)，实验条件为0.1 g 的300AH-TOB 对50 mL，20 mg/L 的碱性红2 及结晶紫进行吸附）。当pH 过大时，溶液中OH-浓度升高，TOB、300H-TOB和300AH-TOB 结构中部分Si 可能会与溶液中的OH-发生反应而引起结构变化，影响了吸附能力。

图8 TOB, 300H-TOB 和300AH-TOB 的Zata 电位图（a）; pH 对300AH-TOB 吸附碱性红2 和结晶紫的影响（b）Fig. 8 Zeta potential of TOB, 300H-TOB and 300AH-TOB（a）; Effect of pH on the adsorption ST and CV of 300AH-TOB（b)

2.5.3 吸附等温线 为了研究不同吸附物质量浓度对吸附效果的影响，在298、308、318 K 温度下，采用Langmuir 和Freundlich 等温吸附模型来分析吸附质的平衡浓度(Ce)与吸附剂平衡吸附容量(qe)之间的关系，进而可以判断吸附的性质。

Langmuir 吸附等温方程：

Freundlich 等温吸附方程：

式中：qm为静态饱和吸附量，mg/g；b为吸附强度，也是Langmuir 吸附平衡常数，L/mg；Kf和n均为Freundlieh 吸附模型平衡常数。为讨论吸附过程是否容易进行,引入量纲为一常数（也即平衡常数参数）RL，RL=1/(1+C0b)，其中C0为碱性红2 或结晶紫的初始浓度，RL反映了相应等温线的性质：当RL＞1 时不利于吸附；当RL在0～1 时为优惠吸附；当RL=0 时为不可逆吸附；当RL=1 时为线性吸附。

取0.2 g 的300AH-TOB 对不同质量浓度的碱性红2 溶液进行吸附，得到300AH-TOB 的等温吸附曲线（图9），并用Langmuir 和Freundlieh 等温吸附模型进行拟合，拟合参数见表3。

由图9 可见，两种等温吸附模型都有较好的拟合度，但Langmuir 等温吸附模型拟合的效果更佳。结合表3 进行分析，用Freundlich 等温吸附模型拟合时，298、308、318 K 下相关系数(R2)分别为0.953、0.949和0.765；用Langmuir 等温吸附模型拟合时，R2分别为0.970、0.989 和0.978。Langmuir 等温吸附模型的R2比Freundlich 等温吸附模型高，说明Langmuir 等温吸附模型更能准确地描述300AH-TOB 对碱性红2 的吸附过程，该过程以单分子层吸附为主。根据Langmuir 方程，计算出300AH-TOB 在298 K 下对碱性红2 的最大吸附量qm为22.57 mg/g，300AH-TOB具有较好的吸附性能且廉价易得。同理计算平衡常数参数RL，结果表明300AH-TOB 吸附碱性红2 的RL在0～1 之间，属于优惠吸附，表明对碱性红2 的吸附过程容易发生。

图9 300AH-TOB 吸附碱性红2 的Langmuir（a）和Freundlich（b）等温吸附模型拟合结果Fig. 9 Fitting results of Langmuir (a) and Freundlich (b) isotherms for ST adsorption on 300AH-TOB

表3 300AH-TOB 吸附碱性红2 的等温吸附模型拟合参数Table 3 Isothermal adsorption model fitting parameters for ST adsorption on 300AH-TOB

在298、308 K 和318 K 温度下，用0.1 g 的300AHTOB 对不同质量浓度的结晶紫溶液进行吸附，并对吸附数据用Freundlich 和Langmuir 等温吸附模型进行拟合，结果见图10，吸附模型拟合参数见表4。

表4 300AH-TOB 吸附结晶紫的等温吸附模型拟合参数Table 4 Isothermal adsorption model fitting parameters for CV adsorption on 300AH-TOB

图10 300AH-TOB 吸附结晶紫的Langmuir（a）和Freundlich（b）等温吸附模型拟合结果Fig. 10 Fitting results of Langmuir (a) and Freundlich (b) isotherms for CV adsorption on 300AH-TOB

在298、308、318 K 下用Freundlich 等温吸附模型 拟 合 时，R2分 别 为0.821、 0.952 和0.798； 用Langmuir 等温吸附模型拟合时，R2分别为0.902、0.968 和0.986。Langmuir 等 温 吸 附 模 型 的R2比Freundlich 等温吸附模型高，说明Langmuir 等温吸附模型更能准确地描述300AH-TOB 对结晶紫吸附的过程，该过程以单分子层吸附为主。根据Langmuir等温吸附模型，计算出300AH-TOB 在温度318 K 下对结晶紫的最大吸附量为38.41 mg/g，具有较好的吸附性能。同理对平衡常数参数RL进行计算，结果表明300AH-TOB 吸附结晶紫的RL在0 ～1之间，属于优惠吸附，表明300AH-TOB 对结晶紫的吸附较容易进行。

2.5.4 300AH-TOB 再生吸附研究 将300AH-TOB作为吸附剂，进行循环再生吸附，采用0.1 g 的300AHTOB 作为重复吸附剂，用碱性红2(100 mL、100 mg/L）和结晶紫(100 mL、100 mg/L）作为重复被吸附的吸附质。再生条件为每完成一次吸附，将带有吸附质的吸附剂过滤，于105 ℃干燥箱中干燥，再置入500 ℃电阻炉中煅烧2 h，待冷却取出后进行下一循环吸附实验，反复循环4 次。吸附条件为温度25 ℃，pH 7，吸附时间90 min。

300AH-TOB 对碱性红2 和结晶紫的循环吸附结果如图11 所示。从图中可看出，循环次数为0，1，2，3，4 时，300AH-TOB 对碱性红2 的吸附量分别为19.95、18.91、20.85、24.72 mg/g 和20.53 mg/g；对结晶紫的吸附量分别为28.55、27.00、27.32、23.97 mg/g和25.42 mg/g。说明多次煅烧之后，300AH-TOB 对两种有机物的吸附量相对于原始吸附量仍保持较高的吸附效率，表明300AH-TOB 作为吸附剂对有机物可重复吸附使用。

3 结 论

（1）制备的TOB 具有良好的结晶形态。经过300 ℃热活化后，TOB 发生脱羟基反应，特征衍射峰宽化，晶体特征弱化；经过盐酸处理之后，300HTOB 被选择性浸出Ca2+，在300H-TOB 的链状八元环结构上原位形成纳米尺度的孔道，得到无定形态的多孔SiO2。

（2）通过BET 及孔径分布测试分析，TOB 样品的比表面积为152.14 m2/g，将不同温度热活化的TOB再用盐酸选择性酸浸处理，得到具有不同比表面积及孔径的多孔SiO2材料。其中300AH-TOB 的微孔面积为132.49 m2/g，BET 比表面积为570.25 m2/g，微孔孔容为0.057 cm3/g，总孔容为0.747 cm3/g。

（3）300AH-TOB 拥有较多的孔道和较大的比表面积，其对碱性红2 和结晶紫的吸附效率提高一倍。300AH-TOB 对两种有机物的等温吸附过程均符合Langmuir 等温吸附模型，都属于单分子层吸附。300AH-TOB 对碱性红2、结晶紫具有良好的吸附效果，最大吸附量分别为22.57 mg/g 和38.41 mg/g。300AHTOB 经过多次循环使用后仍保持较高的吸附率，具有作为染料吸附剂的应用潜力。